Links

Classifications

G—PHYSICS

G02—OPTICS

G02F—DEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH IS MODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THE DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY, COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g. SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF; FREQUENCY-CHANGING; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS

G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating, or modulating; Non-linear optics

G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating, or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour

G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating, or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells

G02F—DEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH IS MODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THE DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY, COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g. SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF; FREQUENCY-CHANGING; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS

G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating, or modulating; Non-linear optics

G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating, or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour

G02F1/015—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating, or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on semiconductor elements with at least one potential jump barrier, e.g. PN, PIN junction

G02F1/025—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating, or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on semiconductor elements with at least one potential jump barrier, e.g. PN, PIN junction in an optical waveguide structure

H—ELECTRICITY

H01—BASIC ELECTRIC ELEMENTS

H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL

H01S3/105—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length

H01S3/1055—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length one of the reflectors being constituted by a diffraction grating

G—PHYSICS

G02—OPTICS

G02F—DEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH IS MODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THE DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY, COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g. SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF; FREQUENCY-CHANGING; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS

G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating, or modulating; Non-linear optics

G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating, or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour

G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating, or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect

G02F1/035—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating, or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure

G—PHYSICS

G02—OPTICS

G02F—DEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH IS MODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THE DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY, COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g. SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF; FREQUENCY-CHANGING; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS

G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00

G02F—DEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH IS MODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THE DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY, COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g. SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF; FREQUENCY-CHANGING; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS

H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL

H01S5/00—Semiconductor lasers

H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action

H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL

H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon

Abstract

Translated from Japanese

(57)【要約】 本発明は、回析格子１３０を含む制御された光学要素３００と、該回析格子１３０に関連した平面導波管１２２とを開示しており、当該回析１３０および平面導波管１２２は電気的入力によって選択された波長で透過または反射された光の少なくとも１つの共振を行うように構成されている。 (57) Abstract: The present invention includes an optical element 300 which is controlled including the diffraction grating 130, discloses a planar waveguide 122 in relation to 該回 grating 130, the diffraction 130 and plane the waveguide 122 is configured to perform transmission or at least one resonance of the reflected light at a wavelength selected by the electrical input.

Description

Translated from Japanese

【発明の詳細な説明】 共振装置にかかわる能動波長の選択 本発明は、一般的に電子光学的に制御される光学要素に関するものであり、さらにはそのような要素を含む電子光学的組立品に関するものである。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Selection invention active wavelengths involved in resonance apparatus, relates generally to optical elements that are electron optically controlled, further relates to electro-optical assemblies including such elements it is intended.業界において様々な種類の電子光学的に制御される光学要素が公知である。 Optical elements are known to be electro-optically control of various types in the industry.そのような要素の例は米国特許第5,157,537号および第5,337,183号明細書において開示されている。 Examples of such elements are disclosed in U.S. Pat. No. 5,157,537 and No. 5,337,183 Pat.米国特許第5,157,537号および第5,337,183号明細書において詳述されている要素のダイナミックレンジは限られており、よって光変調素子として用いられるものとして提案されている。 U.S. Pat dynamic range of elements that are described in detail in the 5,157,537 and EP specification No. 5,337,183 is limited, thus has been proposed as being used as an optical modulation element.本発明においては、従来技術によって公知であるものよりも明らかに広いダイナミックレンジを有する電子光学的に制御されている光学要素を提供することを目的としている。 In the present invention, it is an object to provide an optical element that is electro-optically controlled with apparently wider dynamic range than is known from the prior art.よって本発明の好ましい実施例によって提案されているのは、回析格子とこの回析格子に関連した平面導波管とを含み、この回析格子および平面導波管は電気的入力によって選択され得る波長における伝送された、あるいは反射された光線のうち少なくとも１つによって共振されるように形成されている、電子光学的に制御される光学要素である。 Thus what is preferred embodiments proposal of the invention, includes a planar waveguide associated with this grating and grating, the grating and the planar waveguide is chosen by the electrical input transmitted in obtaining wavelength or formed as resonance by at least one of reflected rays, an optical element that is electro-optically controlled.平面導波管は異なる屈折率を有する複数の層から形成され得る。 Planar waveguide may be formed from a plurality of layers having different refractive indices.本要素は平面導波管に対して一般的に平行である少なくとも１つの透光性の表面を有し得て、少なくとも１つの透光性の表面の上に形成された非反射性のコーティングを含み得る。 This element is obtained having at least one light-transmitting surface is generally parallel to the planar waveguide, a non-reflective coating formed on at least one transparent surface It may include.本発明の好ましい実施例によれば、さらにはレーザ空洞共振器と、能動チューナブルミラーと、レーザ空洞共振器を構成する出力結合器とを含むレーザが提案されており、 能動チューナブルミラーは回析格子と、 この回析格子に関連した平面導波管とを含み、この回析格子および平面導波管は電気的入力によって選択され得る波長における伝送されたあるいは反射された光線のうち少なくとも１つによって共振されるように形成されている電子光学的に制御される光学要素を含むものである。 According to a preferred embodiment of the present invention, further a laser cavity resonator, and an active tunable mirror, a laser and an output coupler that constitutes the laser cavity it is proposed, the active tunable mirror times and grating, and a planar waveguide associated with this grating, at least one of the diffraction grating and the planar waveguide transmitted or reflected light at a wavelength that can be selected by electrical input one by is intended to include optical elements to be electro-optically controlled, which is formed so as to be resonant.また、本発明の好ましい実施例によれば0.1ナノメータ、好ましくは１ナノメータ、さらに好ましくは数十ナノメータを越えるダイナミックレンジの範囲においてチューナブルである電子光学的チューナブルレーザが提案されている。 Further, preferred examples accordance Invite 0.1 nanometers of the present invention, preferably 1 nanometer, more preferably an electron optical tunable laser is tunable in the range of a dynamic range in excess of several tens of nanometers have been proposed.本光学装置は電子光学的なチューナブルフィルタとして機能し得る。 This optical device can function as an electronic optical tunable filter.本発明の好ましい実施例によれば、電子光学的に制御される光学要素はその屈折率が電気的入力によって制御される平面導波管を含むものである。 According to a preferred embodiment of the present invention, optical elements electro-optically controlled are those whose refractive index comprises a planar waveguide which is controlled by the electrical input.これに加えてあるいはこれに代えて、電子光学的に制御される光学要素はその屈折率が電気的入力によって制御される透光性の媒体を含むものである。 Instead of or in this addition, the optical elements electro-optically controlled are those whose refractive index comprises a media translucent controlled by electrical input.透光性の物質とは液晶物質であり得る。 The transparent material may be a liquid crystal material.本発明の好ましい実施例によれば、電子光学的に制御される光学要素は平面導波管に隣接するように設けられ且つ電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を含んでおり、これら透光性の導電体によって電気的エネルギーが平面導波管の端から端まで与えられ得る。 According to a preferred embodiment of the present invention, optical elements electro-optically controlled is electro-optically connected via electrodes relative provided and an electrical input so as to be adjacent to the planar waveguide It includes a light-transmitting conductors, electrical energy by these light-transmitting conductive material can be provided from the edge of the planar waveguide to the end.これに加えてあるいはこれに代えて、電子光学的に制御される光学要素は透光性の媒体に隣接するように設けられ且つ電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を含んでおり、これら透光性の導電体によって電気的エネルギーが透光性の媒体の端から端まで与えられ得る。 Instead addition to or to thereto, optical elements electro-optically controlled are electro-optically coupled through the electrode with respect provided and an electrical input so as to be adjacent to the light-transmitting medium includes a light-transmitting conductor are, electric energy by these light-transmitting conductive material can be provided from the edge of the light-transmitting medium to the end.本発明の１つの実施例によれば、回析格子および平面導波管は半導体物質から形成される。 According to one embodiment of the present invention, the diffraction grating and the planar waveguide are formed of semiconductor material.さらにその屈折率が電気的入力によって制御される平面導波管を含み、またこの平面導波管に隣接するように設けられ、且つ電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を含んでおり、これら透光性の導電体によって電気的エネルギーが適宜ドープされた半導体物質を介して平面導波管の端から端まで与えられ得るのが好ましい。 Further comprising a planar waveguide whose refractive index is controlled by an electrical input and disposed to be adjacent to the planar waveguide, is connected electronically optically and through the electrode to an electrical input It includes a light-transmitting conductor with which, that electrical energy by these light-transmitting conductive material can be provided from the edge of the planar waveguide through the appropriate doped semiconductor material to the edge preferable.これに加えて、あるいはこれに代えて、本要素はその屈折率が電気的入力によって制御される透光性の媒体を含み、またこの透光性の媒体に隣接するように設けられ、且つ電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を含んでおり、これら透光性の導電体によって電気的エネルギーが適宜ドープされた半導体物質を介して透光性の媒体の端から端まで与えられ得る。 Additionally or alternatively, the element comprises a medium translucency that its refractive index is controlled by an electrical input and disposed to be adjacent to the transparent medium, and electrically specific input includes a transparent conductor is electro-optically coupled through the electrode relative permeability through the semiconductor material electrical energy is appropriately doped with these light-transmitting conductive material It may be provided from the edge of the light-medium to end.本発明の好ましい実施例によれば、回析格子および平面導波管のうち少なくとも１つが電子光学的物質から形成される。 According to a preferred embodiment of the present invention, at least one is formed from the electron-optical material of the diffraction grating and the planar waveguide.平面導波管は電気的入力によって制御される屈折率を有し、さらにこの平面導波管に隣接するように設けられ、且つ電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を含んでおり、これら透光性の導電体によって電気的エネルギーが平面導波管の端から端まで与えられ得るのが好ましい。 Planar waveguide has an index of refraction which is controlled by the electrical input, further provided adjacent to the planar waveguide, is electro-optically coupled and through the electrode to an electrical input includes a light-transmitting conductors have, that electrical energy by these light-transmitting conductive material can be provided from the edge of the planar waveguide to the end preferred.これに加えてあるいはこれに代えて、本要素はその屈折率が電気的入力によって制御される透光性の媒体を含み、またこの透光性の媒体に隣接するように設けられ、且つ電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を含んでおり、これら透光性の導電体によって電気的エネルギーが透光性の媒体の端から端まで与えられ得る。 Instead of or in this addition, the element includes a medium translucency that its refractive index is controlled by an electrical input and disposed to be adjacent to the transparent medium, and electrically input includes a transparent conductor is electro-optically coupled through the electrode against electrical energy by these transparent conductors provided from the edge of the light transmitting medium to the end It can be.本発明の好ましい実施例によれば、回析格子および平面導波管のうち少なくとも１つが比較的広い選択可能な範囲の屈折率を有する重合体物質から形成される。 According to a preferred embodiment of the present invention, at least one of the diffraction grating and the planar waveguide are formed of a polymeric material having a refractive index relatively wide selectable range.平面導波管は電気的入力によって制御される屈折率を有し、さらにこの平面導波管に隣接するように設けられ、且つ電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を含んでおり、これら透光性の導電体によって電気的エネルギーが平面導波管の端から端まで与えられ得るのが好ましい。 Planar waveguide has an index of refraction which is controlled by the electrical input, further provided adjacent to the planar waveguide, is electro-optically coupled and through the electrode to an electrical input includes a light-transmitting conductors have, that electrical energy by these light-transmitting conductive material can be provided from the edge of the planar waveguide to the end preferred.これに加えてあるいはこれに代えて、本要素はその屈折率が電気的入力によって制御される透光性の媒体を含み、またこの透光性の媒体に隣接するように設けられ、且つ電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を含んでおり、これら透光性の導電体によって電気的エネルギーが透光性の媒体の端から端まで与えられ得る。 Instead of or in this addition, the element includes a medium translucency that its refractive index is controlled by an electrical input and disposed to be adjacent to the transparent medium, and electrically input includes a transparent conductor is electro-optically coupled through the electrode against electrical energy by these transparent conductors provided from the edge of the light transmitting medium to the end It can be.本発明は、図面を参照した場合に以下の詳細な説明によってより一層理解され得、図面のうち 図１は、本発明の好ましい実施例によって構成され操作され得る電子光学的チューナブルレーザの簡素化されたブロック図、 図２は、本発明の好ましい実施例によって構成され操作され得る電子光学的に制御される光学要素の簡素化された図、 図３は、半導体物質を用いた、本発明の好ましい実施例によって構成され操作され得る電子光学的に制御される光学要素の簡素化された図、 図４は、液晶物質を用いた、本発明の好ましい実施例によって構成され操作され得る電子光学的に制御される光学要素の簡素化された図、および 図５は、本発明の好ましい実施例によって構成され操作され得る能動チューナブルフィルタの簡素化されたブロック The present invention can more be better understood from the following detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings, of which Figure 1 of the drawings, the preferred embodiments constructed simplify the electro-optical tunable laser that can be operated according to the present invention block diagram, FIG. 2, preferred embodiments constructed simplified diagram of the optical element to be electro-optically controlled may be the operation of the present invention, FIG. 3, a semiconductor material, of the present invention preferred embodiments constructed simplified diagram of the optical element to be electro-optically controlled can be operated, Fig. 4, using a liquid crystal material, an electron optical that can with a preferred embodiment of the present invention is operated simplified diagram of an optical element to be controlled in and 5, preferred embodiments constructed simplified block the active tunable filter that can be operated according to the present inventionである。 It is.次に、本発明の好ましい実施例によって構成され操作され得る電子光学的チューナブルレーザの簡素化されたブロック図である図１を参照する。 Next, referring to FIG. 1 is a preferred embodiments is configured simplified block diagram of an electronic optical tunable laser that can be operated according to the present invention.図１におけるレーザは、チューナブルなレーザスペクトラムを有するレーザ空洞共振器10を含むのが好ましい。 Laser in Figure 1 preferably comprises a laser cavity 10 having a tunable laser spectrum.このレーザ空洞共振器はその一端において、好ましくは本発明の好ましい実施例によって構成され操作され得る共振格子導波装置である、電子光学的に制御可能である能動チューナブルミラー12によって構成されている。 In this laser cavity resonator one end, which preferably is constituted by preferred embodiments is constructed it is that may be resonant grating waveguide device is operated, an active tunable mirror 12 is electro-optically controllable in the present invention .レーザ空洞共振器10の他端はレーザミラーのような出力結合器14によって構成されているのが好ましい。 Preferably, the other end of the laser cavity 10 is configured by the output coupler 14, such as a laser mirror.図１におけるレーザは、能動チューナブルミラー12に対して対応する電圧Ｖ k Laser in FIG. 1, the voltage V k corresponding against active tunable mirror 12が供給された場合には波長（λ k ）のレーザ光線を出力するように操作され得る。 There may be operated to output a laser beam with a wavelength (lambda k) When it is supplied.次に本発明の好ましい実施例によって構成され操作され得る電子光学的に制御される光学要素の簡素化された図であり、例えば能動チューナブルミラー12（図１参照）などの能動チューナブルミラーとして特に有益である光学要素である図２を参照する。 Then a preferred simplified diagram of examples constructed electro-optically controlled by optical elements may be manipulated according to the present invention, for example, as an active tunable mirror, such as active tunable mirror 12 (see FIG. 1) particular reference to FIG. 2 is an optical element is beneficial.図２における光学要素が例えば能動チューナブルフィルタなどの他の多くの用途に用いられ得ることは理解され得る。 That can be used in many other applications of the optical element such as an active tunable filter in FIG. 2 may be understood.能動フィルタとしての光学要素は、自身に対して作用する多数の波長の中から選択された共振波長のみを反射する。 The optical element as an active filter, reflects only the resonance wavelength selected from among a number of wavelengths which act on themselves.図２における光学要素は、典型的には誘電性および透過性を有する水晶体、重合体あるいは半導体物質からなる基板20を備えている。 The optical elements in FIG. 2 is typically provided with a lens, polymer or substrate 20 made of a semiconductor material having a dielectric and permeability.この基板20の上には導波管22が形成されている。 On this substrate 20 are waveguide 22 is formed.この導波管は単層あるいは複数層からなる導波管であり得、例えば誘電性および透過性を有する水晶体、重合体、液晶体あるいは半導体物質などの適当な物質を用いて形成され得る。 The waveguide is obtained a waveguide consisting of a single layer or plural layers, the lens having, for example, dielectric and permeability, polymers may be formed using a suitable material such as a liquid crystal material or a semiconductor material.図２および本願の他の図面において、ｎ oは空気の屈折率、またｎ lは電気光学的に制御される光学要素の様々な層の屈折率を示しているが、ここにおける率ｉ とは装置のｉ番目の層を示す。 2 and application of the other figures, n o is the refractive index of air, Although n l is the refractive index of the various layers of the optical elements to be electro-optically controlled, the rate i in this case It shows the i-th layer of the device.さらにｔ iは装置のｉ番目の層の厚みであり、ｈは格子の高さであり、Ａは格子の周期である。 More t i is the thickness of the i-th layer of the device, h is the height of the grating, A is the period of the grating.導波管22は単数モードまたは複数モードの導波管であり得る。 The waveguide 22 may be a waveguide of single mode or multiple modes.それはＴＥまたはＴＭ分極において動作し得る。 It may operate in a TE or TM polarization.複数モードの導波管を備える場合には１つのモードがＴＥまたはＴＭ分極において動作し、残りの（単数および複数の）モードは他の分極において動作するようにしてもよい。 If a plurality modes of waveguides one mode operates in TE or TM polarization and the remaining (singular and plural) mode may operate in other polarization.本光学装置は遠紫外線から遠赤外線に亘る波長において動作し得る。 This optical device may operate at wavelengths over the far infrared from deep UV.光学要素の構造的パラメータは、その光学要素が動作すべき波長によって決定される。 Structural parameters of the optical element, the optical element is determined by the wavelength to be operated.本発明による好ましい実施例によれば、導波管22の上に回析格子24が形成されている。 According to a preferred embodiment according to the present invention, the diffraction grating 24 on the waveguide 22 is formed.この回析格子24は導波管22と同一の物質から形成されていても別の物質から形成されていてもよく、例えば誘電性および透過性を有する水晶体、重合体あるいは半導体物質のような適当な物質から形成され得る。 The diffraction grating 24 may be formed of the same material as the waveguide 22 is formed from a different material, for example, dielectric and lens having transparency, suitable such as polymer or semiconductor material It may be formed from such materials.ここでは回析格子の形状が長方形であるように示されているが、必ずしもそれは必要でない。 Here, although the shape of the diffraction grating is shown to be rectangular, not necessarily it necessary.また選択的に回析格子24の上に少なくとも回析格子24の隙間を埋めるようなクラッディング層26が形成され得る。 The cladding layer 26, such as to fill the gap of at least the diffraction grating 24 on the selective diffraction grating 24 may be formed.クラッディングは回析格子とは別の物質から形成され、例えば誘電性および透過性を有する水晶体、重合体あるいは半導体物質のような適当な物質から形成され得る。 Cladding formed from a different material from the diffraction grating, for example, dielectric and lens having transparency may be formed of a suitable material such as polymer or semiconductor material.さらに選択的にクラッディング層26の上に非反射層28が形成され得る。 Further non-reflective layer 28 over the selectively cladding layer 26 can be formed.この非反射層は単層あるいは複数層のコーティングで有り得、全く公知のものであってもよい。 The non-reflecting layer is impossible with a coating of a single layer or plural layers, or may be entirely conventional.さらに、導波管22とは反対側の基板20の上に選択的に非反射層29が形成され得る。 Furthermore, the waveguide 22 selectively non-reflective layer 29 on the opposite side of the substrate 20 can be formed.この非反射層は単層あるいは複数層のコーティングで有り得、全く公知のものであってもよい。 The non-reflecting layer is impossible with a coating of a single layer or plural layers, or may be entirely conventional.本発明による好ましい実施例によれば、少なくとも２つの透光性の導電体30が図２における光学要素の選択された層の間に設けられる。 According to a preferred embodiment according to the present invention, at least two transparent conductors 30 are provided between selected layers of the optical elements in FIG.透光性の導電体は、例えば基板の相対する表面上におけるＡ点およびＢ点において配置され得る。 Transparent conductors may be located for example at points A and B on opposite surfaces of the substrate.これに代えて、透光性の導電体をＡ点およびＣ点において配置することも可能であり、この場合Ｃ点は導波管22と格子24との間に位置する。 Alternatively, a light-transmitting conductor is also possible to arrange at point A and point C, where point C is located between the waveguide 22 and the grating 24.さらに別の選択肢として透光性の導電体をＡ点およびＤ点において配置することも可能であり、この場合Ｄ点は格子24とクラッディング26との間に位置する。 Furthermore it is also possible to light-transmitting conductor Another option to place at point A and point D, where D point is located between the grating 24 and the cladding 26.さらに別の選択肢として透光性の導電体をＡ点およびＥ点において配置することも可能であり、この場合Ｅ点はクラッディング26と選択的な非反射層28との間に位置する。 Furthermore it is also possible to arrange the light-transmitting conductor as another option in point A and point E, point E in this case is located between the selective non-reflective layer 28 and the cladding 26.さらに別の例としては、透光性の導電体をＢ点およびＣ点、Ｂ点およびＤ点、 Ｂ点およびＥ点またはＣ点およびＥ点に配置することも可能である。 As yet another example, the light-transmitting conductor to point B and point C, point B and point D, it is also possible to arrange the point B and the point E or point C and point E.電圧または電流源Ｖ kが２つの透光性の導電体をまたがって連結されている。 It is connected a voltage or current source V k across two transparent conductors.図２において概略的に示されているように、例えば平面波のような所定の波長（λ 0 )の入射光線40が光学要素に対して作用する。 As shown schematically in FIG. 2, for example, incident light 40 of a predetermined wavelength, such as a plane wave (lambda 0) is applied to the optical element.その光学要素に対して基板のいずれの側からも作用し得ることが理解され得る。 It may be appreciated that may act from either side of the substrate for the optical elements.図２における光学要素が例えば図１における実施例のようにレーザミラーとして用いられる場合には、その作用は基板20 および導波管22の表面に対して実質的に垂直であることが好ましい。 If the optical element in FIG. 2 is used as a laser mirror, as in the examples in FIG. 1, for example, it is preferred that the effect is substantially perpendicular to the surface of the substrate 20 and waveguide 22.図２における光学要素が能動チューナブルフィルタとして用いられる場合には、その作用は垂直ではなく、垂直に対する所定の角度限界にあることが好ましい。 If the optical element is used as an active tunable filter in FIG. 2, the effect is not vertical, preferably in a predetermined angular limit with respect to the vertical.図２における光学要素の動作は以下のように概要され得る：所定の角度において光学要素に対して作用する所定の波長の光が光学要素によって実質的に反射され、この所定の波長に対して共振する。 Operation of the optical elements in FIG. 2 may be outline as follows: light having a predetermined wavelength to act on the optical element at a predetermined angle is substantially reflected by the optical element, it resonates with the predetermined wavelength to.所定の波長以外の光または所定の角度以外から作用する光は主に光学要素によって作用の方向に伝送される。 Impinging light from outside light or a predetermined angle other than the predetermined wavelength is transmitted in the direction of action primarily by the optical element.所定の波長に近い波長および所定の角度に近い角度におけるスペクトル行動は一般的に古典電気伝動度理論に基づくものである。 Spectral behavior in an angle close to the wavelength and a predetermined angle close to the predetermined wavelength are generally is based on the classical electric transmission of theory.伝送および反射における光学要素のスペクトル帯幅Δλは、回析格子の高さおよび格子の屈折率ｎ jとクラッディングｎ kとの差に比例する関係にあると想定される： Δλ∝（ｎ j2 −ｎ k2 ） a ． Spectral bandwidth Δλ of the optical elements in the transmission and reflection is assumed to have a relationship that is proportional to the difference between the refractive index n j and cladding n k height and lattice gratings: Δλα (n j2 -n k2)a.ｋ b ． k b.ｈ c h cここでｋとは格子の最初のフーリエ成分であり、ｈとは格子の高さである。 Here, k is the first Fourier component of the grating, and h is the height of the grating.係数"a"、"b"および"c"は一般的に２の値を有する。 Coefficients "a", "b" and "c" generally have a value of 2.よって与えられたレーザまたはチューナブルなフィルタ構造においては、スペクトル帯幅は、好ましくは0.01ナノメータから1.0ナノメータの間の値にあるように選択され得る。 In thus given laser or tunable filter structure, the spectral band width may preferably be chosen to be a value between 1.0 nanometers from 0.01 nanometers.通常、回析格子の高さおよび格子とクラッディングとの間の屈折率の差は、所望のスペクトル帯幅を選ぶ時に容易に選択される変数である。 Usually, the difference in refractive index between the height and the grating and the cladding gratings are readily variable to be selected when selecting the desired spectral bandwidth.前述の行動を生み出すメカニズムは以下のように概要され得る：光学要素に作用する光は部分的に導波管がそれに沿って移動するモードに回析され、導波管に沿った中間位置において導波管より回析される。 Mechanism that produces the above-mentioned actions can be overview as follows: the light which acts on optical elements partially waveguide is diffracted to a mode that moves along with it, guiding the intermediate position along the waveguide It is diffracted from Namikan.共振時において、導波管から入射光線方向に向かって回析された光の量は実質的にゼロに等しく、導波管から入射光線方向に対するゼロ値の反射方向への光の量は実質的に単位元（Unity）に等しい。 During resonance, the amount of light diffracted toward the incident ray direction from the waveguide is substantially equal to zero, the amount of light to the reflective direction of the zero value with respect to the incident ray direction from the waveguide is substantially equal to unity (Unity) to.結果的に入射光線の実質的に全体的な反射が得られる。 Substantially overall reflection results in incident light is obtained.共振時以外では、導波管から入射光線方向に向かって回析された光の量は実質的に単位元から通常のフレネル反射を引いたものに等しく、導波管から入射光線方向に対するゼロ値の反射方向への光の量は実質的に通常のフレネル反射に等しい。 Outside at resonance, the amount of light diffracted toward the incident ray direction from the waveguide equals a substantially unity minus the usual Fresnel reflection, the zero value with respect to the incident ray direction from the waveguide the amount of light to the reflective direction is substantially equal to the usual Fresnel reflection.よって、電子光学的に制御された光学要素がレーザ空洞共振器において能動チューナブルミラーとして機能する場合には、レーザの発振波長は能動チューナブルミラーによってミラーの共振波長になるように決定される。 Therefore, when the electro-optically controlled optical element functions as an active tunable mirror in a laser cavity resonator, the oscillation wavelength of the laser is determined to be the resonance wavelength of the mirror by the active tunable mirror.その他の全ての波長はそれらの反射量が少ないために強い損失を受け、よって発振しない。 All other wavelengths are subjected to strong loss for the reflection amount thereof is small, thus not oscillate.電子光学的に制御された光学要素が能動チューナブルフィルタとして機能する場合には、装置の共振波長に等しい波長において装置に対して入射する光のみが装置から逆反射されることによって選択される。 When the electro-optically controlled optical element functions as an active tunable filter, only the light incident on the device at a wavelength equal to the resonant wavelength of the device is selected by being reflected back from the device.その他の全ての入射する波長は、一般的に装置を通過して伝送される。 Wavelengths of all other incident is transmitted generally through the apparatus.図２における光学要素および以下に説明するその他の光学要素における共振波長は、光学要素に対して適宜選択された電圧あるいは電流を供給することによって選択される。 Resonance wavelength in the other optical elements described in the optical elements and less in FIG. 2 is selected by supplying a suitably selected voltage or current to the optical element.適宜選択された電圧あるいは電流は１つまたはそれ以上の層の屈折率に対して例えば線形な電子光学効果（ポッケルス（Pockels））、二次電子光学効果、半導体におけるプラズマ効果、あるいは半導体または電流注入における帯充満効果によって影響を及ぼし得る。 Suitably selected voltage or current is one or more, for example with respect to the refractive index of the layer of linear electro-optic effects (Pockels (Pockels)), the secondary electron-optic effect, the plasma effect in a semiconductor or semiconductor or current injection, It may affect the band filling effect in.共振波長は同要素に対して供給される電圧または電流を変更することによって変えられ得る。 Resonance wavelength can be varied by changing the voltage or current supplied to the element.次に半導体物質を用いた、本発明の好ましい実施例によって構成され操作され得る電子光学的に制御される光学要素の簡素化された図であり、例えば能動チューナブルミラー12（図１参照）のような能動チューナブルミラーとして特に有益である光学要素を示す図３を参照する。 Then using a semiconductor material, a preferred simplified diagram of examples constructed electro-optically controlled by optical elements may be manipulated according to the present invention, for example an active tunable mirror 12 (see FIG. 1) Referring to Figure 3 showing an optical element which is particularly useful as an active tunable mirror, such as.図３における光学要素が例えば能動チューナブルフィルタなどの他の多くの用途に用いられ得ることは理解され得る。 That can be used in many other applications of the optical element such as an active tunable filter in FIG. 3 can be understood.図３における光学要素は、典型的にはガリウムヒ素、インジウムリン、シリコンまたはゲルマニウムなどの半導体物質から形成されるＮ-またはｐ-ドープされた基板120を備える。 The optical elements in FIG. 3 is typically provided with a gallium arsenide, indium phosphide, N- or p- doped substrate 120 formed from a semiconductor material such as silicon or germanium.この基板120の上に導波管122が形成される。 Waveguide 122 is formed on the substrate 120.導波管は単層あるいは複数層の導波管であり得、例えばアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムヒ素リンまたはシリコン・ゲルマニウムなどの適宜半導体物質から形成され得る。 The waveguide may be formed from a suitable semiconductor material such as single layer or a waveguide multiple layers obtained, for example, aluminum gallium arsenide, indium gallium arsenide phosphide or silicon germanium.図３において、”Ｉ”は「真性層」を示す。 In FIG. 3, "I" indicates "intrinsic layer".通常”Ｉ”は10 14から10 15の間のドープ値を示し、場合によって”Ｉ”は10 17までの値であり得る。 Usually "I" indicates the doping values between 10 14 10 15, "I" in some cases may be a value up to 10 17.図３においてＰ−Ｉ−Ｎ装置が示されている。 P-I-N device is shown in FIG.これに代えて、それぞれの層を逆にすることによって図３における装置をＮ−Ｉ−Ｐ装置にし得ることは理解され得る。 Alternatively, it may be appreciated that the apparatus in FIG. 3 by the respective layers in opposite may in N-I-P device.本発明による１つの実施例によれば、選択的に１つまたはそれ以上の中間の半導体層を設けることも可能である。 According to one embodiment of the present invention, it is also possible to provide a semiconductor layer of a selectively one or more intermediate.図示された実施例においては第１の層124が基板120と同一あるいはそれに類似した物質から形成されているが、基板120に比してドープ量が少ない。 Although in the illustrated embodiment is formed from a material that the first layer 124 is similar to the same or even a substrate 120, the amount of doping is less than the substrate 120.また、層124 と導波管122との間に更に別の層126を設けることができる。 Further, it is possible to further provide another layer 126 between the layer 124 and the waveguide 122.層126は典型的には基板120および層124と同一あるいはそれらに類似した物質から形成され得るが、 実質的にはドープされておらず、真性層”Ｉ”となる。 Although layer 126 is typically be formed from similar materials to the same or they and the substrate 120 and the layer 124, being undoped in effect, an intrinsic layer "I".層124および126の間に更に別の徐々にドープ量が少なくなる層を介在してもよいことは理解され得る。 That the layer gradually doping amount is small yet another between layers 124 and 126 may be interposed may be understood.基板120と導波管122の間で連続する層において徐々にドープ量を少なくするのは、導波管122に対する距離が大きくなるにつれて発振利得の損失（mode less） モードロスを徐々に増加させ、よって同要素の全体的な発振利得の損失を減少させるためである。 To reduce gradually doping amount in successive layers between the substrate 120 and the waveguide 122 is gradually increased loss of oscillation Gain (mode less) Modorosu as the distance with respect to the waveguide 122 is increased, thus it is to reduce the overall loss of the oscillation gain of the same element.実質的にドープされていない層126を設けるのは、導波管122の実効キャパシタンスを減少させ、それによって、その操作速度を早くするためである。 The provision of the layer 126 which is not substantially dope reduces the effective capacitance of the waveguide 122, thereby in order to speed up its operation speed.本発明の好ましい実施例によれば、導波管122の上に回析格子130が形成されている。 According to a preferred embodiment of the present invention, the diffraction grating 130 on top of the waveguide 122 is formed.図３にて示される実施例においては、回析格子130は導波管122と一体に形成されているが、それは必ずしも必要ではない。 In the embodiment shown in FIG. 3, although the diffraction grating 130 is formed integrally with the waveguide 122, it is not always necessary.本発明の好ましい実施例において、回析格子130と導波管122とは同一物質から形成されているが、回析格子を別の適当な半導体物質から形成することも可能であることは理解され得る。 In a preferred embodiment of the present invention it has been formed from the same material as the diffraction grating 130 and the waveguide 122, that it is also possible to form the diffraction grating from another suitable semiconductor material is understood obtain.また回析格子の形状は長方形であるように示されているが、それは必ずしも必要ではない。 The shape of The diffraction grating is shown as being rectangular, but it is not always necessary.選択的に回析格子130の上に１つまたはそれ以上のクラッディング層132、134 および136を形成することができ、そのうちクラッディング132は少なくとも回析格子130の隙間を埋めるものである。 It is possible to form one or more cladding layers 132, 134 and 136 on the selective diffraction grating 130, of which the cladding 132 is intended to fill the gap at least grating 130.クラッディングは回析格子とは別の物質から形成されており、例えばアルミニウムガリウムヒ素、インジウムガリウムヒ素リン、シリコン・ゲルマニウムまたは透過性ITOなどの適宜半導体物質から形成され得る。 Cladding may be formed from a suitable semiconductor material, such as diffraction grating is formed from a different material from the, for example, aluminum gallium arsenide, indium gallium arsenide phosphide, silicon germanium or transparent ITO.図示される実施例において、３つのクラッディング層132、134および136が設けられている。 In the illustrated embodiment, three cladding layers 132, 134 and 136 are provided.少なくとも１つの透過性の電極が回析格子130の上に存在する限り、これらクラッディング層の数を選択的に減らしたり増やしたりすることが可能であることは理解され得る。 As long as at least one transparent electrode is present over the diffraction grating 130, it may be appreciated it is possible to fewer or additional number of these cladding layers selectively.図示される実施例において層134は層136と同一あるいは類似した物質から形成されているが、そのドープ量が少なくなっている。 Layer 134 in the illustrated example is formed from a layer 136 with the same or similar material, but the doping amount is low.典型的には中間層134と回析格子130との間に介在する層132の物質が回析格子134のものと同一または類似するが、実質的にはドープされていない。 Typical material of the layer 132 interposed between the intermediate layer 134 and diffraction grating 130 is the same as or similar to those of the diffraction grating 134 on, but substantially not doped.徐々に少なくなるドープ量のさらに別の層を層134および132の間に介在させることが可能であることは理解され得る。 It can be appreciated it is possible to interpose a further layer of progressively smaller becomes doping amount between layers 134 and 132.層136と回析格子130との間で連続する層において徐々にドーピングを少なくするのは、導波管122に対する距離が大きくなるにつれてモードロスを徐々に増加させ、よって同要素の全体的なモードロスを減少させるためである。 Gradually to reduce the doping in successive layers between layer 136 and diffraction grating 130, gradually increasing the Modorosu as distance to the waveguide 122 is increased, thus the overall Modorosu the same elements it is to reduce.実質的にドープされていない層132を設けるのは、導波管122の実効キャパシタンスを減少させ、よってその操作速度を早くするためである。 The provision of the layer 132 which is not substantially dope reduces the effective capacitance of the waveguide 122, thus in order to speed up its operation speed.また選択的にクラッディング層136の上に非反射コーティング138を形成することができる。 Also it is possible to form the non-reflective coating 138 on the selectively cladding layer 136.この非反射コーティングは単数あるいは複数層のコーティングで有り得、全く公知のものであり得る。 The non-reflective coating could be the coating of single or multiple layers, it may be distinct from any known.さらに、導波管122とは反対側の基板120の表面において選択的に非反射コーティング139を形成することができる。 Furthermore, the waveguide 122 can be formed selectively non-reflective coating 139 on the surface of the opposite side of the substrate 120.この非反射コーティングは単数あるいは複数層のコーティングで有り得、全く公知のものであり得る。 The non-reflective coating could be the coating of single or multiple layers, it may be distinct from any known.図示された実施例において、典型的には金属あるいは半導体物質から形成されるコンダクタ140が層136と電気的に関連しており、これもまた典型的には金属あるいは半導体物質から形成されるコンダクタ142が基板120と電気的に結合されている。 In the illustrated embodiment, conductor 142 is typically formed conductor 140 formed of metal or semiconductor material has electrically associated with layer 136, which is also typically a metal or semiconductor material There are electrically coupled with the substrate 120.これに代えて、少なくとも２つの（図示されない）透光性の導電体が光学要素の選択された層の中間に設けられ得る。 Alternatively, at least two (not shown) transparent conductor can be provided in the middle of the selected layers of the optical element.電圧または電流源Ｖ kが２つのコンダクタ140および142をまたがって連結されている。 It is connected by a voltage or current source V k across two conductors 140 and 142.図３に示されている装置の光学的および幾何学的パラメータによって、装置がその波長が1.55ミクロンの範囲にあるような能動チューナブルミラーあるいは能動チューナブルフィルタとして機能し得る。 The optical and geometric parameters of the apparatus shown in FIG. 3, devices that wavelength can function as an active tunable mirror or the active tunable filter, such as in the range of 1.55 microns.概略的に図３において示されているように、所定の波 As schematically illustrated in FIG. 3, predetermined wave素の上に作用する。 Acting on top of the element.その光学要素に対して基板のいずれの側からも作用し得ることが理解され得る。 It may be appreciated that may act from either side of the substrate for the optical elements.図３における光学要素が例えば図１における実施例のようにレーザミラーとして採用される場合には、その作用は基板120および導波管122の表面に対して実質的に垂直であることが好ましい。 If the optical element in FIG. 3 is adopted as the laser mirror as in example in FIG. 1, for example, it is preferred that the effect is substantially perpendicular to the surface of the substrate 120 and the waveguide 122.図３における光学要素が能動チューナブルフィルタとして用いられる場合には、その作用は垂直ではなく、垂直に対する所定の角度限界にあることが好ましい。 If the optical element is used as an active tunable filter in FIG. 3, the effect is not vertical, preferably in a predetermined angular limit with respect to the vertical.図３における図においては導波管および格子（層５） Waveguide and grating in FIG. In FIG. 3 (layer 5)格子の衝撃係数および格子の高さとは、その全幅において約0.25nmである古典的電気伝導度理論の最高値の半分であるようなスペクトル帯幅を示すように選択される。 The height of the impact coefficient and lattice grid is selected to exhibit a spectral band width as a half of the maximum value of the classical electric conductivity theory is about 0.25nm in its entire width.図３における光学要素の操作は、前述のように図２を参照しつつ概要されたものと同一であり得る。 Operation of the optical elements in FIG. 3 may be the same as those outlined with reference to FIG. 2 as described above.次に液晶物質を用いた、本発明の好ましい実施例によって構成され操作され得る電子光学的に制御される光学要素の簡素化された図であり、例えば能動チューナブルミラー12（図１参照）のような能動チューナブルミラーとして特に有益である光学要素を示す図４を参照する。 Then using a liquid crystal material, the preferred drawing is simplified optical elements electro-optically controlled examples constructed may be operated according to the present invention, for example an active tunable mirror 12 (see FIG. 1) Referring to FIG. 4 showing the optical element is particularly useful as an active tunable mirror, such as.図４における光学要素が例えば能動チューナブルフィルタなどの他の多くの用途に用いられ得ることは理解され得る。 That can be used in many other applications of the optical element such as an active tunable filter in FIG. 4 may be understood.図４における光学要素は、典型的には誘電性および透過性を有する水晶体、重合体あるいは半導体物質からなる基板220を備えている。 The optical elements in FIG. 4 is typically provided with a lens, a substrate 220 made of a polymer or a semiconductor material having a dielectric and permeability.この基板220の上には導波管222が形成されている。 On this substrate 220 are waveguide 222 is formed.この導波管は単層あるいは複数層からなる導波管であり得、例えば誘電性および透過性を有する水晶体、重合体あるいは半導体物質などの適当な物質を用いて形成され得る。 The waveguide is obtained a waveguide consisting of a single layer or plural layers, the lens having, for example, dielectric and permeability may be formed using a suitable material such as polymer or semiconductor material.本発明による好ましい実施例によれば、導波管222の上に回析格子224が形成されている。 According to a preferred embodiment according to the present invention, the diffraction grating 224 on top of the waveguide 222 is formed.この回析格子224は導波管222と同一の物質から形成されていても別の物質から形成されていてもよく、例えば誘電性および透過性を有する水晶体、重合体あるいは半導体物質のような適当な物質から形成され得る。 The diffraction grating 224 may be formed of the same material as the waveguide 222 are formed from a different material, for example lens having a dielectric and permeability, suitable such as polymer or semiconductor material It may be formed from such materials.ここでは回析格子の形状が長方形であるように示されているが、必ずしもそれは必要でない。 Here, although the shape of the diffraction grating is shown to be rectangular, not necessarily it necessary.また選択的に回析格子224の上に少なくとも回析格子224の隙間を埋めるようなクラッディング層226が形成され得る。 The cladding layer 226, such as to fill the gap of at least the diffraction grating 224 on the selective diffraction grating 224 can be formed.クラッディングは広い範囲の選択可能な屈折率を有する液晶物質から形成される。 Cladding is formed from a liquid crystal material having a selectable refractive index of the wide range.さらに選択的にクラッディング層226の上に非反射層228が形成され得る。 Further non-reflective layer 228 on the selectively cladding layer 226 may be formed.この非反射層は単層あるいは複数層のコーティングで有り得、全く公知のものであってもよい。 The non-reflecting layer is impossible with a coating of a single layer or plural layers, or may be entirely conventional.さらに、導波管222とは反対側の基板220の上に選択的に非反射層229が形成され得る。 Furthermore, the waveguide 222 selectively non-reflective layer 229 on the opposite side of the substrate 220 can be formed.この非反射層は単層あるいは複数層のコーティングで有り得、全く公知のものであってもよい。 The non-reflecting layer is impossible with a coating of a single layer or plural layers, or may be entirely conventional.本発明による好ましい実施例によれば、少なくとも２つの透光性の導電体230 が図４における光学要素の選択された層の間に設けられる。 According to a preferred embodiment according to the present invention, at least two light-transmitting conductor 230 is provided between selected layers of the optical elements in FIG.図示されている実施例においては、透光性の導電体が液晶クラッディング層22 6の相対する表面上のＡおよびＢ点に位置されているのが見受けられる。 In the embodiment shown, the transparent conductive material is positioned in the A and B points on the opposing surfaces of the liquid crystal cladding layer 22 6 is found.電圧または電流源Ｖ kが２つの透光性の導電体をまたがって連結されている。 It is connected a voltage or current source V k across two transparent conductors.図４に示されている装置の光学的および幾何学的パラメータによって、装置がその波長が0.6ミクロンの範囲にあるような能動チューナブルミラーあるいは能動チューナブルフィルタとして機能し得る。 The optical and geometrical parameters of the device shown in Figure 4, device that wavelength can function as an active tunable mirror or the active tunable filter, such as in the range of 0.6 microns.概略的に図４において示されているように、所定の波 As schematically illustrated in FIG. 4, predetermined waveの上に作用する。 Acting on top of the.その光学要素に対して基板のいずれの側からも作用し得ることが理解され得る。 It may be appreciated that may act from either side of the substrate for the optical elements.図４における光学要素が例えば図１における実施例のようにレーザミラーとして採用される場合には、その作用は基板220および導波管222の表面に対して実質的に垂直であることが好ましい。 If the optical element in FIG. 4 is employed as a laser mirror, as in the examples in FIG. 1, for example, it is preferred that the effect is substantially perpendicular to the surface of the substrate 220 and the waveguide 222.図４における光学要素が能動チューナブルフィルタとして用いられる場合には、その作用は垂直ではなく、垂直に対する所定の角度限界にあることが好ましい。 If the optical element is used as an active tunable filter in FIG. 4, the effect is not vertical, preferably in a predetermined angular limit with respect to the vertical.図４における光学要素の操作は、前述のように図２を参照しつつ概要されたものと同一であり得る。 Operation of the optical elements in FIG. 4 may be the same as those outlined with reference to FIG. 2 as described above.図４における図においては格子の屈折率（ｎ 4 =1.65）および格子の上の層の（ｎ 2は好ましくは約1.5）、格子の衝撃係数および格子の高さとは、その全幅において約0.1nmである古典的電気伝導度理論の最高値の半分であるようなスペクトル帯幅を示すように選択される。 Figure In FIG at 4 refractive index of the grating (n 4 = 1.65) and the layer above the grating (preferably n 2 is approximately 1.5), and the height of the impact coefficient and lattice grid, about 0.1nm in their full width in it is selected to exhibit a maximum value of the spectrum band width as half the classical electrical conductivity theory.次に、図２、図３および図４のいずれかにおける光学要素が能動チューナブルフィルタとして作動している図を示す図５を参照する。 Referring now to FIG. 5 showing a diagram 2, the optical element in any one of FIGS. 3 and 4 is operating as an active tunable filter.様々な波長における照射（λ 1 ;...;λ n ）が光学要素300に対して作用している。 Irradiation at different wavelengths (λ 1; ...; λ n ) is acting on the optical element 300.光学要素300に対して与えられる電圧または電流Ｖ kによって、光学要素は与えられた波長（λ k ）のみの照射を反射する。 The voltage or current V k given to the optical element 300, and reflects the illumination of only the optical element given wavelength (λ k).その他の全ての波長における照射は光学要素を通過する。 Irradiation at all other wavelengths passes through the optical element.本発明がここにおいて具体的に示され、上記のように詳述されたものに限定されるものではないことは当業者にとって明らかである。 The present invention is specifically illustrated herein, it is not limited to what has been described as above will be apparent to those skilled in the art.むしろ、本発明の範囲は以下の請求の範囲によってのみ定義されるものである。 Rather, the scope of the present invention is intended to be defined only by the following claims.

Claims (1)

Translated from Japanese

【特許請求の範囲】 1. 電子光学的に制御される光学要素であって、 回析格子と、 前記回析格子に関連した平面導波管 とを備え、 前記回析格子および平面導波管は電気的入力によって選択され得る波長における伝送されたあるいは反射された光線のうち少なくとも１つによって共振されるように形成されている電子光学的に制御される光学要素。 Claims: 1. An optical element to be electro-optically controlled, with a diffraction grating, a planar waveguide associated with said diffraction grating, the diffraction grating and the planar waveguide optical elements to be transmitted or reflected formed by being electro-optically controlled to be resonated by at least one of the light beams at a wavelength which can be selected by electrical input.2. 前記電気的入力によって屈折率が制御される透光性の媒体を備えることを特徴とする、請求の範囲第１項記載の電子光学的に制御される光学要素。 2. The refractive index by an electrical input characterized in that it comprises a light-transmitting medium to be controlled, an optical element to be electro-optically controlled according claim 1, wherein.3. 前記平面導波管の屈折率は前記電気的入力によって制御される、請求の範囲第１項記載の電子光学的に制御される光学要素。 3. The refractive index of the planar waveguide is controlled by the electrical input, optical elements electro-optically controlled according claim 1, wherein.4. 前記透光性の媒体に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、これら透光性の導電体によって電気的エネルギーが前記透光性の媒体の端から端まで与えられ得る、請求の範囲第２項記載の電子光学的に制御される光学要素。 4. comprises a light-transmitting conductor is electro-optically coupled through the electrode with respect provided and said electrical input so as to be adjacent to the translucent medium, conducting these translucent electrical energy by the body can be given from one end of the translucent media, optical elements to be electro-optically controlled according claim 2.5. 前記平面導波管に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、これら透光性の導電体によって電気的エネルギーが前記平面導波管の端から端まで与えられ得る、 請求の範囲第３項記載の電子光学的に制御される光学要素。 5. comprising a light-transmitting conductor is electro-optically coupled through the electrode with respect provided and said electrical input so as to be adjacent to the planar waveguide, these transparent conductors electrical energy can be provided from one end of the planar waveguide, an optical element that is electro-optically controlled according claim 3 by.6. 前記回析格子および前記平面導波管は半導体物質から形成される、請求の範囲第１項記載の電子光学的に制御される光学要素。 6. The diffraction grating and the planar waveguide are formed of a semiconductor material, electro-optically controlled by optical elements ranging first claim of claim.7. 前記電気的入力によって屈折率が制御される透光性の媒体を備え、前記透光性の媒体に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、前記透光性の導電体によって電気的エネルギーが適宜ドープされた半導体物質を介して前記透光性の媒体の端から端まで与えられ得る、請求の範囲第６項記載の電子光学的に制御される光学要素。 7. comprising a light-transmitting medium having a refractive index which is controlled by said electrical input, via the electrode electronically optically to said provided adjacent to the light-transmitting medium and the electrical input comprising a light-transmitting conductor is connected, the electrical energy by the light-transmitting conductive material can be provided from an end of the transparent medium through an appropriate doped semiconductor material to the edge, wherein optical elements electro-optically controlled in the range 6 Claims.8. 前記平面導波管の屈折率は前記電気的入力に制御され、前記平面導波管に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、前記透光性の導電体によって電気的エネルギーが適宜ドープされた半導体物質を介して前記平面導波管の端から端まで与えられ得る、請求の範囲第６項記載の電子光学的に制御される光学要素。 8. The refractive index of the planar waveguide is controlled by the electrical input, it is electro-optically connected via electrodes relative provided and said electrical input so as to be adjacent to the planar waveguide comprising a transparent conductor are, the electric energy by the light-transmitting conductive material can be provided from an end of the planar waveguide through the appropriate doped semiconductor material to the edge, the claims 6 electro-optically controlled by an optical element of claim wherein.9. 前記回析格子および前記平面導波管のうち少なくとも１つが電気光学的物質から形成される、請求の範囲第１項記載の電子光学的に制御される光学要素。 9. The gratings and the at least one of the planar waveguide is formed from the electro-optic material, electro-optically controlled by optical elements ranging first claim of claim.10. その屈折率が前記電気的入力によって制御される透光性の媒体を備え、前記透光性の媒体に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、前記透光性の導電体によって電気的エネルギーが前記透光性の媒体の端から端まで与えられ得る、請求の範囲第９項記載の電子光学的に制御される光学要素。 10. comprising a transparent medium that is controlled by a refractive index said electrical input, optoelectronic via the electrodes against the provided and said electrical input so as to be adjacent to the translucent medium comprising a light-transmitting conductor is connected to the electric energy by the light-transmitting conductive material can be given from one end of the translucent media, electronic according range ninth of claims optical elements optically controlled.11. 前記平面導波管の屈折率は前記電気的入力に制御され、前記平面導波管に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、前記透光性の導電体によって電気的エネルギーが前記平面導波管の端から端まで与えられ得る、請求の範囲第９項記載の電子光学的に制御される光学要素。 11. The refractive index of the planar waveguide is controlled by the electrical input, is electro-optically connected via electrodes relative provided and said electrical input so as to be adjacent to the planar waveguide comprising a transparent conductor are, the electric energy by the light-transmitting conductive material can be given from one end of the planar waveguide, it is electro-optically controlled according paragraph 9 claims optical element that.12. 前記回析格子および前記平面導波管のうち少なくとも１つが少なくとも重合体物質および液晶のうちいずれかから形成される、請求の範囲第１項記載の電子光学的に制御される光学要素。 12. The diffraction grating and the at least one of the planar waveguide is formed from either one of the at least polymeric material and liquid crystal, electro-optically controlled by optical elements ranging first claim of claim.13. その屈折率が前記電気的入力によって制御される透光性の媒体を備え、前記透光性の媒体に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、前記透光性の導電体によって電気的エネルギーが前記透光性の媒体の端から端まで与えられ得る、請求の範囲第12項記載の電子光学的に制御される光学要素。 13. Its refractive index is provided with a transparent medium to be controlled by said electrical input, optoelectronic via the electrodes against the provided and said electrical input so as to be adjacent to the translucent medium comprising a light-transmitting conductor is connected to the electric energy by the light-transmitting conductive material can be given from one end of the translucent media, electronic according claim 12 optical elements optically controlled.14. 前記平面導波管の屈折率は前記電気的入力に制御され、前記平面導波管に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、前記透光性の導電体によって電気的エネルギーが前記平面導波管の端から端まで与えられ得る、請求の範囲第12項記載の電子光学的に制御される光学要素。 14. The refractive index of the planar waveguide is controlled by the electrical input, is electro-optically connected via electrodes relative provided and said electrical input so as to be adjacent to the planar waveguide comprising a transparent conductor are, the electric energy by the light-transmitting conductive material can be given from one end of the planar waveguide, is electro-optically controlled according claim 12 optical element that.15. 前記透光性の媒体は液晶物質である、請求の範囲第２項記載の電子光学的に制御される光学要素。 15. The light-transmitting medium is a liquid crystal material, the optical elements electro-optically controlled according claim 2.16. 前記透光性の媒体の屈折率は前記電気的入力に制御され、前記透光性の媒体に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、前記透光性の導電体によって電気的エネルギーが前記透光性の媒体の端から端まで与えられ得る、請求の範囲第15項記載の電子光学的に制御される光学要素。 16. The refractive index of the transparent medium is controlled by the electrical input, the electro-optically connected via electrodes relative provided adjacent to the light-transmitting medium and the electrical input is provided with a transparent conductor are, the electrical energy by the light-transmitting conductive material can be given from one end of the translucent medium, electro-optical according paragraph 15 claims optical elements are controlled.17. 前記平面導波管は異なる屈折率を有する複数の層からなる、請求の範囲第１項乃至第16項のいずれかに記載の電子光学的に制御される光学要素。 17. The planar waveguide comprises a plurality of layers having different refractive index, electro-optically controlled by the optical element according to any of claims paragraphs 1 through 16, wherein the.18. 前記平面導波管に対して一般的には平行である少なくとも１つの透光性の表面を有し、少なくとも１つの透光性の表面の上に形成された非反射性のコーティングを有する、請求の範囲第１項乃至第16項のいずれかに記載の電子光学的に制御される光学要素。 18. at least one light-transmitting surface is generally parallel to said planar waveguide has a non-reflective coating formed on at least one transparent surface , electro-optically controlled by the optical element according to any of claims paragraphs 1 through 16 wherein.19. 同光学要素は電気光学的チューナブルフィルタである、請求の範囲第１項乃至第16項のいずれかに記載の電子光学的に制御される光学要素。 19. the optical element is an electro-optical tunable filter, electro-optically controlled by the optical element according to any of claims paragraphs 1 through 16 wherein.20. 同光学装置はレーザの一部である、請求の範囲第１項乃至第16項のいずれかに記載の電子光学的に制御される光学要素。 20. the optical device is part of a laser, electro-optically controlled by the optical element according to any of claims paragraphs 1 through 16 wherein.21. レーザ空洞共振器と、 能動チューナブルミラーと、 前記レーザ空洞共振器を構成する出力結合器とを含むレーザであって、 前記能動チューナブルミラーが電子光学的に制御される光学要素を備え、該電子光学的に制御される光学要素は、 回析格子と この回析格子に関連した平面導波管とを含み、 前記回析格子および平面導波管は電気的入力によって選択され得る波長における伝送されたあるいは反射された光線のうち少なくとも１つによって共振されるように形成されている電子光学的に制御される光学要素であるもの。 With 21. a laser cavity resonator, and an active tunable mirror, a laser and an output coupler that constitutes the laser cavity, an optical element wherein the active tunable mirror is electronically optically controlled , wave optical element comprises a planar waveguide associated with this grating and grating, the grating and the planar waveguide is capable of being selected by an electrical input that is electronic optically controlled what is an optical element to be electro-optically controlled, which is formed so as to be resonated by at least one of the transmitted or reflected light in.22. その屈折率が前記電気的入力によって制御される透光性の媒体を備えることを特徴とする、請求の範囲第21項記載の電子光学的に制御される光学要素。 22. Its refractive index is characterized in that it comprises a light-transmitting medium which is controlled by said electrical input, optical elements electro-optically controlled according paragraph 21 claims.23. 前記平面導波管の屈折率は前記電気的入力によって制御される、請求の範囲第21項記載の電子光学的に制御される光学要素。 23. The refractive index of the planar waveguide is controlled by the electrical input, optical elements electro-optically controlled according paragraph 21 claims.24. 前記透光性の媒体に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、これら透光性の導電体によって電気的エネルギーが前記透光性の媒体の端から端まで与えられ得る、請求の範囲第22項記載の電子光学的に制御される光学要素。 24. with the translucent transparent conductor is electro-optically coupled through the electrode with respect provided and said electrical input so as to be adjacent to the medium, these light-transmitting conductive electrical energy by the body can be given from one end of the translucent media, optical elements to be electro-optically controlled according paragraph 22 claims.25. 前記平面導波管に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、これら透光性の導電体によって電気的エネルギーが前記平面導波管の端から端まで与えられ得る、請求の範囲第23項記載の電子光学的に制御される光学要素。 25. comprising a light-transmitting conductor is electro-optically coupled through the electrode with respect provided and said electrical input so as to be adjacent to the planar waveguide, these transparent conductors electrical energy can be provided from one end of the planar waveguide, an optical element that is electro-optically controlled according paragraph 23 claims by.26. 前記回析格子および前記平面導波管は半導体物質から形成される、請求の範囲第21項記載の電子光学的に制御される光学要素。 26. The diffraction grating and the planar waveguide are formed of a semiconductor material, optical elements electro-optically controlled range 21 claim of claim.27. その屈折率が前記電気的入力によって制御される透光性の媒体を備え、前記透光性の媒体に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、前記透光性の導電体によって電気的エネルギーが適宜ドープされた半導体物質を介して前記透光性の媒体の端から端まで与えられ得る、請求の範囲第26項記載の電子光学的に制御される光学要素。 27. Its refractive index is provided with a transparent medium to be controlled by said electrical input, optoelectronic via the electrodes against the provided and said electrical input so as to be adjacent to the translucent medium comprising a light-transmitting conductor is connected to the electric energy by the light-transmitting conductive material can be provided from an end of the transparent medium through an appropriate doped semiconductor material to the edge, optical elements electro-optically controlled range 26 claim of claim.28. 前記平面導波管の屈折率は前記電気的入力に制御され、前記平面導波管に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、前記透光性の導電体によって電気的エネルギーが適宜ドープされた半導体物質を介して前記平面導波管の端から端まで与えられ得る、請求の範囲第26項記載の電子光学的に制御される光学要素。 28. The refractive index of the planar waveguide is controlled by the electrical input, is electro-optically connected via electrodes relative provided and said electrical input so as to be adjacent to the planar waveguide comprising a transparent conductor are, the electric energy by the light-transmitting conductive material can be provided from the end of the appropriately doped the planar waveguide through the semiconductor material to the edge, claims 26 electro-optically controlled by an optical element of claim wherein.29. 前記回析格子および前記平面導波管のうち少なくとも１つが電気光学的物質から形成される、請求の範囲第21項記載の電子光学的に制御される光学要素。 29. The diffraction grating and the at least one of the planar waveguide is formed from the electro-optical material, the optical elements electro-optically controlled range 21 claim of claim.30. その屈折率が前記電気的入力によって制御される透光性の媒体を備え、前記透光性の媒体に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、前記透光性の導電体によって電気的エネルギーが前記透光性の媒体の端から端まで与えられ得る、請求の範囲第29項記載の電子光学的に制御される光学要素。 30. Its refractive index is provided with a transparent medium to be controlled by said electrical input, optoelectronic via the electrodes against the provided and said electrical input so as to be adjacent to the translucent medium comprising a light-transmitting conductor is connected to the electric energy by the light-transmitting conductive material can be given from one end of the translucent media, electronic according range 29 of claims optical elements optically controlled.31. 前記平面導波管の屈折率は前記電気的入力に制御され、前記平面導波管に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、前記透光性の導電体によって電気的エネルギーが前記平面導波管の端から端まで与えられ得る、請求の範囲第29項記載の電子光学的に制御される光学要素。 31. The refractive index of the planar waveguide is controlled by the electrical input, is electro-optically connected via electrodes relative provided and said electrical input so as to be adjacent to the planar waveguide comprising a transparent conductor are, the electric energy by the light-transmitting conductive material can be given from one end of the planar waveguide, it is electro-optically controlled according paragraph 29 claims optical element that.32. 前記回析格子および前記平面導波管のうち少なくとも１つが少なくとも重合体物質および液晶のうちいずれかから形成される、請求の範囲第31項記載の電子光学的に制御される光学要素。 32. The diffraction grating and the at least one of the planar waveguide is formed from either one of the at least polymeric material and liquid crystal, an optical element to be electro-optically controlled range 31 claim of claim.33. その屈折率が前記電気的入力によって制御される透光性の媒体を備え、前記透光性の媒体に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、前記透光性の導電体によって電気的エネルギーが前記透光性の媒体の端から端まで与えられ得る、請求の範囲第32項記載の電子光学的に制御される光学要素。 33. Its refractive index is provided with a transparent medium to be controlled by said electrical input, optoelectronic via the electrodes against the provided and said electrical input so as to be adjacent to the translucent medium comprising a light-transmitting conductor is connected to the electric energy by the light-transmitting conductive material can be given from one end of the translucent media, electronic according range 32 of claims optical elements optically controlled.34. 前記平面導波管の屈折率は前記電気的入力に制御され、前記平面導波管に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、前記透光性の導電体によって電気的エネルギーが前記平面導波管の端から端まで与えられ得る、請求の範囲第32項記載の電子光学的に制御される光学要素。 34. The refractive index of the planar waveguide is controlled by the electrical input, is electro-optically connected via electrodes relative provided and said electrical input so as to be adjacent to the planar waveguide comprising a transparent conductor are, the electric energy by the light-transmitting conductive material can be given from one end of the planar waveguide, it is electro-optically controlled according paragraph 32 claims optical element that.35. 前記透光性の媒体は液晶物質である、請求の範囲第32項記載の電子光学的に制御される光学要素。 35. The light-transmitting medium is a liquid crystal material, the optical elements electro-optically controlled according paragraph 32 claims.36. 前記透光性の媒体の屈折率は前記電気的入力に制御され、前記透光性の媒体に隣接するように設けられ且つ前記電気的入力に対して電極を介して電子光学的に連結されている透光性の導電体を備え、前記透光性の導電体によって電気的エネルギーが前記透光性の媒体の端から端まで与えられ得る、請求の範囲第35項記載の電子光学的に制御される光学要素。 36. The refractive index of the transparent medium is controlled by the electrical input, the electro-optically connected via electrodes relative provided adjacent to the light-transmitting medium and the electrical input is provided with a transparent conductor are, the electrical energy by the light-transmitting conductive material can be given from one end of the translucent medium, electro-optical according paragraph 35 claims optical elements are controlled.37. 前記平面導波管は異なる屈折率を有する複数の層からなる、請求の範囲第2 1項乃至第36項のいずれかに記載の電子光学的に制御される光学要素。 37. The planar waveguide comprises a plurality of layers having different refractive index, electro-optically controlled by the optical element according to any of claims second item 1 to paragraph 36 of.38. 前記平面導波管に対して一般的には平行である少なくとも１つの透光性の表面を有し、少なくとも１つの透光性の表面の上に形成された非反射性のコーティングを有する、請求の範囲第21項乃至第36項のいずれかに記載の電子光学的に制御される光学要素。 38. at least one light-transmitting surface is generally parallel to said planar waveguide has a non-reflective coating formed on at least one transparent surface , electro-optically controlled by the optical element according to any of claims paragraph 21 to paragraph 36.39. 0.1ナノメータを越えるダイナミックレンジの範囲においてチューナブルである電子光学的チューナブルレーザ。 39. Electronic Optical tunable laser is tunable in the range of a dynamic range in excess of 0.1 nanometers.40. １ナノメータを越えるダイナミックレンジの範囲においてチューナブルである電子光学的チューナブルレーザ。 40. Electronic Optical tunable laser is tunable in the range of a dynamic range in excess of 1 nanometer.41. 数十ナノメータを越えるダイナミックレンジの範囲においてチューナブルである電子光学的チューナブルレーザ。 41. Electronic Optical tunable laser is tunable in the range of a dynamic range in excess of several tens of nanometers.